耐高温高盐钻井液润滑剂的研制与性能评价

针对深井超深井钻井过程中高扭矩和高摩阻等难题,利用硼酸、多元醇和长链脂肪酸等原料,合成出一种耐高温高盐钻井液润滑剂SOB,该润滑剂在高温高盐条件下具有良好的润滑性能。在5%基浆中加入1%润滑剂SOB后,润滑系数降低率为92.7%,泥饼的黏附系数降低至0.0405,极压润滑持效性强;210 ℃下润滑系数降低率保持在90.2%,210 ℃、35%NaCl条件下润滑系数降低率保持在81.3%。高温高盐条件下SOB在高密度钻井液中配伍性良好,200 ℃老化后对钻井液的流变性无影响,能够降低钻井液滤失量,润滑系数降低率为45.09%,相比常规润滑剂性能优越,这是由于润滑剂能够在钻具表面有效吸附,形成一层疏水性较强的膜,使钻具与井壁的直接接触变成了润滑膜之间的接触,从而降低摩擦。      

水基钻井液用润滑剂SDL-1的研制与评价

高摩阻高扭矩问题是制约水基钻井液在大位移长水平段井应用的因素之一。针对这一问题,利用长链脂肪酸、小分子多元醇等原料,合成出了多元醇合成酯主剂,然后与极压添加剂复配形成水基钻井液用润滑剂SDL-1。性能评价结果表明,4%淡水基浆中加入1%润滑剂SDL-1,润滑系数的降低率为85.2%,泥饼的黏附系数降低率为59.3%;在150℃下老化16 h后,润滑系数的降低率可达94.0%,泥饼的黏附系数降低率为62.3%;在180℃下老化16 h后,润滑系数降低率仍可达90%,因此润滑剂SDL-1可抗温180℃;此外还能抵抗30% NaCl和30% CaCl₂的污染。四球摩擦实验表明,经30 min摩擦后,SDL-1能有效减少划痕,降低表面磨损,抗磨效果优于国外润滑剂DFL。在2.0 g/cm3无土相钻井液体系和2.2 g/cm3环保钻井液体系中加入2%的SDL-1润滑剂后对体系的流变性影响较小,并能将体系的润滑系数降至0.08。整体而言,SDL-1具有良好的润滑性能和抗温抗盐污染性能,在深层大位移井中具有一定的应用前景。      

改性大豆卵磷脂在水基钻井液中的润滑性能

利用乳酸和双氧水对天然大豆卵磷脂进行了羟基化改性,改性大豆卵磷脂环保无毒,EC₅₀大于30 000 mg/L,同时改性后大豆卵磷脂在清水、淡水基浆及水基钻井液体系中润滑性能良好。在清水中,加入改性大豆卵磷脂的极压膜强度是国产对比润滑剂PF-Lube和CX-300H的2倍以上,在30 min四球摩擦实验中,0.5%改性大豆卵磷脂摩擦系数在0.1以下,优于国外DFL润滑剂。在4%淡水基浆中,120℃老化前后,加入1%改性大豆卵磷脂淡水基浆EP极压润滑系数降低率达90%,润滑性能优于对比的DFL和PF-Lube润滑剂。在密度为2.0 g/cm3的水基环保钻井液体系中,加入1%改性大豆乱磷脂的体系120℃老化后黏度更低,高温高压滤失量降低50%左右,滤饼黏附系数和极压润滑系数均降低60%以上。最后,利用扫描电镜对极压划痕进行了分析,并利用XPS元素分析揭示了改性大豆卵磷脂润滑机理。整体而言,改性大豆卵磷脂环保无毒,并具有良好的极压润滑性能,在大位移水平井水基钻井液中具有一定应用前景。      

新型纳米乳液润滑NMR的研制

针对常用的油类润滑剂环境污染和水基润滑剂持效性差等问题,研制出一种水包油型纳米乳液润滑剂NMR.评价其各项性能指标结果为:润滑剂密度为0.94 g/cm3,表观黏度为15.5 mPa·s,放置40 d不分层.在膨润土基浆中加量为1%时,润滑系数降低率为85%;在常用的聚合物钻井液和磺化钻井液中加量为1%时,润滑系数降低率为78%以上,且对钻井液流变性无影响,略有降滤失作用;160℃下热滚动40 h后钻井液润滑性略有下降;NaCl加量增加,润滑性提高.     

新型纳米乳液润滑剂NMR的研制

针对常用的油类润滑剂环境污染和水基润滑剂持效性差等问题，研制出一种水包油型纳米乳液润滑剂NMR。评价其各项性能指标结果为：润滑剂密度为0.94 g/cm³，表观黏度为15.5 mPa·s，放置40 d不分层。在膨润土基浆中加量为1％时，润滑系数降低率为85％；在常用的聚合物钻井液和磺化钻井液中加量为1％时，润滑系数降低率为78％以上，且对钻井液流变性无影响，略有降滤失作用；160 ℃下热滚动40 h后钻井液润滑性略有下降；NaCl加量增加，润滑性提高。     

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章首先介绍了弹性石墨无毒，无味，性能稳定的特点。并介绍了将弹性石墨作为固体润滑剂应用于水基钻井液所进行的系列实验研究，包括弹性石墨对钻井液滤失性及流变性的影响，对钻井液润滑性能的改善等，以及通过对不同加量下的弹性石墨对钻井液性能的改善效果确定其合理加量。研究结果表明，弹性石墨与实验用水基钻井液相容性良好，地流变性影响很小，具有降低钻井液滤失量的作用，并且能明显地改善钻井液润滑性能，是抗温性能优良的钻井液润滑剂；在钻井液中加入0．3％弹性石墨后，在150℃高温条件下老化16h后，可以将钻井液的润滑系数降低30．4％，滤饼粘滞系数降低30．1％。     

一种钻井液用高效抗磨润滑剂

长水平井段高摩阻扭矩及深井高温高压环境,对钻井液润滑剂的润滑抗磨能力提出了更高的要求。传统钻井液用润滑剂难以满足上述技术要求。基于“固-液”协同高效润滑技术思路,优选改性植物油MVO-3、改性可膨胀石墨GIC,结合分散剂、乳化剂的优选及制备条件的优化,研制出了一种高效抗磨润滑剂SDL-1。评价结果表明,5%淡水基浆、4%盐水浆中加入0.5% SDL-1时,其润滑系数降低率分别为不小于85%、大于70%。SDL-1与现场钻井液的配伍性良好,抗温达150℃,起泡率低,且荧光级别小于5级。销-盘式摩擦磨损实验结果表明,SDL-1的抗磨耐磨效果优良,润滑持效性较好,可有效缓解或解决复杂井高摩阻扭矩技术难题,具有良好的推广应用价值。      

高温高矿化度高密度水基钻井液用润滑剂

复杂深层油气钻井工程中,超高温高矿化度高密度（简称“三高”）复杂条件对水基钻井液润滑剂性能提出了更高要求。笔者利用环保性能较好的改性基础油、极压耐磨成膜材料、复合表面活性剂以及复合抗氧化剂等,研制了一种高温高矿化度高密度钻井液润滑剂SDR-1。评价结果表明,润滑剂SDR-1抗温达200℃,在饱和盐水基浆及含6000 mg/L钙的饱和盐水基浆中润滑系数降低率均大于80%,其沉降稳定性好,荧光级别小于3级;与高密度钻井液配伍性良好,可有效降低高密度钻井液的循环流动压耗及动态摩阻。      

钻井液用生物油润滑剂的研究与应用

研究出了一种以生物柴油为生产原料的钻井液用生物油高效润滑剂,通过对该润滑剂进行性能研究表明,其抗温达到140℃;润滑剂的加量为1％时即可将钻井液的润滑系数降低70％以上;同时在不同体系水基钻井液中均显示出较好的润滑性,润滑系数降低率均在70％以上.该剂在新疆油田3口井的现场应用,均取得较好的效果,而且该产品对环境无污染.     

双吸附基润滑剂SR-1的研制及其作用机理探讨

以高分子脂肪酸为亲油基,通过引入双吸附基亲水基团,合成了双吸附基润滑剂SR-1,使其在摩擦界面的吸附强度增加,从而降低了其他钻井液处理剂对其润滑能力的影响,在各类钻井液体系中均有较好的润滑性。室内评价结果表明,SR-1采用了双吸附基团,且吸附基团位于分子链同端,更易于在摩擦界面上的吸附,吸附层致密,吸附后不易脱附,因此具有较低的加量和良好的润滑能力,抗盐达20%,抗温达220℃,SR-1可将聚磺钻井液极压润滑系数降至0.06以内,润滑系数降低率为80.24%,p H值不大于12时不降效,与钻井液配伍性好,有利于降低滤失量,满足深井、定向井和水平井提高钻井液润滑性的需要。     

临兴区块钻井液仿生润滑剂研究和应用

随着临兴区块钻井数量和难度逐渐增加,钻井过程中出现了摩阻高、易卡钻、钻速慢、周期长等问题,对钻井液润滑性提出了更高的要求.为了提高钻井液润滑性,结合临兴区块地质特征,针对高摩阻、钻速慢、周期长的问题,运用试验的方法,通过长链脂肪酸和多元醇,在约150℃反应6 h,研制了仿生润滑剂,经过性能评价,润滑剂的极压润滑系数降低...     

改性聚糖类钻井液防塌润滑剂的合成与评价

文中介绍了改性聚糖类钻井液防塌润滑剂（MAPG）的合成及反应机理,并评价其对钻井液性能的影响,该润滑剂由工业级淀粉、辛醇及磺化类催化剂等反应制得。呈黑褐色,水溶性为97.3％。当膨润土浆及模拟现场浆中MAPG和MEG的加量分别为5％时,其对流变性影响很小,有明显的降滤失作用,形成的泥饼致密光滑,润滑系数降低率为86．9％,钻屑回收提高率在80．0％以上。岩心线性膨胀降低率均超过66％,抗温达140℃,抗盐达35％。     

大位移井环保润滑剂的研究与应用

为改善渤海区域大位移井在钻井过程中产生的扭矩大、高摩阻问题,且满足该地区对钻井液处理剂的排放要求,室内研制了环保无毒的高效减摩润滑剂Biolube。研究了该润滑剂的极压润滑、抗磨减阻、配伍性、抗污染能力和生物毒性等,并在渤海南部海域两口大位移井进行了现场应用。结果表明,以植物油、低碳醇、脂肪酸、聚醚和纳米材料为原料制备的润滑剂Biolube的润滑性能优于同类润滑剂,与钻井液的配伍性良好,不起泡。Biolube加量为2%时,在淡水基浆、海水基浆、钻井液中的摩阻系数分别为0.018、0.030、0.07。加有Biolube的钻井液抗磨达到10块砝码以上,磨痕微小且均匀,抗磨减阻效果显著,且具有较强的抗钻屑污染能力和润滑效果。润滑剂Biolube无生物毒性、可降解,满足渤海海域环保要求。现场试验结果表明,加入Biolube后,扭矩值显著降低,钻进过程顺利,未出现憋扭矩、倒划眼困难等问题,缩短了钻井周期。该润滑剂安全环保,不产生浮油,可有效改善钻具与井壁接触面的摩擦阻力。     

钻井液润滑剂RF的研制与应用

针对大庆油田的地质特点,为满足高密度钻井液润滑的需要,将润滑理论与钻井实际情况相结合,提出了引入活性元素改善润滑剂在钻具表面的吸附特性,并适当提高分子量以提高润滑剂的润滑效率。用极压润滑仪测定,该润滑剂密度在1.03~1.7g/cm3范围内可使钻井液的润滑系数保持在0.15以下,在钾铵、两性离子等体系中都不影响钻井液的其它性能。同时该润滑剂利用了植物油副产品及其衍生物,不仅降低了生产成本,而且符合环保要求。RF润滑剂具有作用时间长、作用效率高的特点,在大庆油田2口侧钻水平井和62口小     

钻井液用固体润滑剂OCL-RH的研制

针对钻井液用润滑剂在实际应用中存在的问题,研制开发了固体润滑剂OCL-RH.该润滑剂是以石墨为主,辅以少量无毒矿物油及多种表面活性剂,经物理化学作用精制加工而成,为黑色固体粉末.经室内试验初步证明,固体润滑剂OCL-RH具有良好的润滑性、抗温性及一定的抑制性,与钻井液配伍性较好,对钻井液流变性无影响,并且具有一定的降滤失作用;可在淡水、海水和盐水钻井液中使用,最佳加量为1%,使用方便,维护处理简单;无毒、无污染,无荧光,不影响地质录井,有利于发现油气层.     

改性聚合多元醇水基润滑剂的研究

介绍钻井液用有机硅改性聚合多元醇润滑剂Silicon-1的性能。室内研究表明:Silicon-1具有优良的润滑性,加入1.0%-3.0%Silicon-1使6%膨润土浆的润滑系数(0.358)降低71.51%-83.8%;Silicon-1具有良好的井眼清洁能力,井壁稳定和抑制能力接近油基钻井液水平;无荧光不干扰地质录井,储层保护效果好;对聚合物钻井液常规性能无不良影响,不引起发泡;生物毒性检测结果表明,Silicon-1具有环境可接受性。     

新型低固相油基钻井液研制及性能评价

为解决常规油基钻井液低温流变性差、低剪切速率下易形成凝胶结构及重晶石沉降等难题,开展了低固相油基钻井液的研究。选用3~#白油为基础油,甲酸铯溶液为密度调节剂,在确定油水比的前提下,对各主处理剂进行优选及加量确定,研制出一种低固相油基钻井液体系,并对其抗温、抗污染、抑制性及储层保护效果等性能进行了评价。评价结果表明,低固相油基钻井液体系具有良好的流变性和触变性,抗温达220℃,抗水污染20%,抗钻屑污染25%,滚动回收率98.7%,渗透率恢复值90%以上。分析认为,低固相油基钻井液体系不仅能够代替常规油基钻井液应用到强水敏地层及复杂结构井,在裂缝性碳酸盐及低孔低渗储层也具有良好的应用前景。     

JMR聚醚润滑剂的研制与应用

介绍了JMR聚醚润滑剂的合成方法、各种性能评价方法和评价结果，评价内容包括荧光、润滑性、抑制性和对钻井液性能的影响；给出了在江汉油田的应用卖例。研究结果表明，该润滑剂荧光级别低于3级，对钻井液流变性无影响。在淡水聚合物钻井液中加量为2％时，润滑系数降低68％以上；在15％的盐水聚合物钻井液中加量为2％时，润滑系数降低50％以上，同时该润滑剂对基浆具有一定的降滤失作用，对钻屑具有一定的抑制作用。10多井次的现场应用结果表明，该润滑剂具有较好的润滑效果，有利于提高机械钻速。     

新型钻井液润滑剂HML-1的配方优选与性能评价

根据目前使用的钻井液润滑剂存在的不足，提出了研制一种新型钻井液润滑剂的必要性。通过正交实验优选了润滑剂配方。经室内实验和现场试验证明该产品润滑性能好，与粘井液配伍性好，且无毒性，对环境影响小。